靜脈注射全氟碳劑聯(lián)合酒精濕化吸氧對(duì)兔減壓病的影響

竇建平，韓 磊，劉麗麗，李 軍

減壓?。╠ecompression sickness，DCS）是指人體所處環(huán)境壓力降低過大或過快引起的一種疾病，包括潛水減壓病和高空減壓病。減壓病的總體發(fā)病率約為0.01%~0.1%。減壓病發(fā)病的核心機(jī)制是在高氣壓環(huán)境工作時(shí)，氮?dú)馊芙庠隗w液中，氣壓愈高，停留時(shí)間愈長，溶解的氮愈多。若減壓過速，體內(nèi)溶解狀態(tài)的氮?dú)庋杆僮兂蓺馀荩瑲馀莩霈F(xiàn)在血管內(nèi)則造成栓塞，如積聚于血管外則產(chǎn)生壓迫癥狀，引起組織缺氧和損傷[1]。除了氣泡的直接物理損傷之外，減壓病還會(huì)損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞、誘導(dǎo)血小板聚集形成血栓，從而進(jìn)一步加重組織缺氧，加重減壓病[2]。

全氟碳劑（perfluorocarbon，PFC）是一種非極性油脂碳氟化合物，對(duì)氧氣、氮?dú)狻⒁谎趸葰怏w具有很強(qiáng)的攜帶及運(yùn)輸能力，可改善組織氧供，同時(shí)促進(jìn)惰性氣體（主要是氮?dú)猓┡懦?，降低氣泡損傷，有研究顯示PFC可降低減壓病的總體病死率[3]。酒精濕化吸氧是一種治療左心衰竭、肺水腫的特殊吸氧方式，其原理是利用酒精來降低肺泡表面張力，從而恢復(fù)氣體交換，改善患者缺氧狀態(tài)。鼻導(dǎo)管吸氧酒精濃度在50%~70%之間；面罩吸氧的酒精濃度在20%~30%之間[4-6]。由于減壓病的形成過程中伴隨肺內(nèi)大量氣泡形成，酒精濕化吸氧具有一定消泡作用。為了研究PFC聯(lián)合酒精濕化吸氧是否可以改善減壓病預(yù)后，本課題組做了相關(guān)研究，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和分組 4月齡健康雄性新西蘭大耳實(shí)驗(yàn)兔90 只，體重2.0~2.5kg，購自軍事醫(yī)學(xué)研究院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心。實(shí)驗(yàn)前，實(shí)驗(yàn)兔飼養(yǎng)1 周以適應(yīng)環(huán)境。動(dòng)物隨機(jī)分為5 組：正常對(duì)照組（NC 組，n=10）；減壓?。╠ecompression sickness，DCS）建模組（DCS 組，n=20）；減壓病建模組+靜脈注射PFC 組（DCS+PFC 組，n=20）；減壓病建模組+酒精濕化吸氧組（DCS+A 組，n=20）；減壓病建模組+靜脈注射PFC組+酒精濕化吸氧組（DCS+PFC+A組，n=20）。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器及材料 小動(dòng)物加壓艙（煙臺(tái)宏遠(yuǎn)氧業(yè)有限公司），各種型號(hào)靜脈留置針（新華安得醫(yī)療），實(shí)驗(yàn)動(dòng)物固定器（河南智科弘潤環(huán)保科技有限公司），各種型號(hào)注射器（山東威高集團(tuán)醫(yī)院高分子制品股份有限公司），EDTA 抗凝管（石家莊康衛(wèi)仕醫(yī)療器械有限公司），血常規(guī)檢測(cè)儀（美國貝克曼庫爾克公司），PFC（華潤雙鶴藥業(yè)股份有限公司），肝素鈉靜脈封管液（山東省惠諾藥業(yè)有限公司）。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 兔耳緣靜脈留置針穿刺 用專用固定器固定兔頭部，一次性靜脈留置針沿耳緣靜脈刺入，回抽確定通暢后用膠布將留置針固定在耳部，靜脈封管。

1.3.2 兔Ⅱ型減壓病模型制備 實(shí)驗(yàn)兔置于高壓氧艙內(nèi)，10 min 內(nèi)加壓至0.6 MPa，停留45 min，5 min內(nèi)快速減至常壓后出艙。正常對(duì)照組實(shí)驗(yàn)兔置于加壓艙內(nèi)，常壓空氣暴露60 min后出艙。

1.3.3 PFC 靜脈注射 PFC 組兔減壓完成后，立即給以10 mL/kg 劑量進(jìn)行靜脈注射PFC，每只兔約注射20~25 mL。

1.3.4 酒精濕化吸氧 兔減壓后置于吸氧箱內(nèi)，給予20%酒精（75%醫(yī)用酒精100 mL+275 mL 滅菌注射用水）通過氧氣霧化吸入。

1.4 觀察指標(biāo) 觀察實(shí)驗(yàn)兔減壓后的行為變化，Ⅱ型減壓病的典型變化包括行動(dòng)變化（如行走困難、活動(dòng)障礙、前/后肢癱瘓）、呼吸系統(tǒng)癥狀（如呼吸急促、呼吸困難、口唇與肢端紫紺、潮式呼吸）、死亡。實(shí)驗(yàn)完成30 min 后采靜脈血行血常規(guī)分析，48 h后處死所有動(dòng)物進(jìn)行觀察。

1.5 統(tǒng)計(jì)處理方法 所有數(shù)據(jù)均使用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行處理。計(jì)量資料采用單因素方差分析（oneway ANOVA），經(jīng)方差分析確定存在差異的多組均數(shù)之間的兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料采用卡方檢驗(yàn)。P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兔各組織器官減壓后的氣泡分布特點(diǎn) 通過尸體解剖，可以在兔全身多處組織器官觀察到氣泡，氣泡主要位于疏松的脂肪組織以及動(dòng)靜脈中，如胸壁、腹壁靜脈、腸系膜動(dòng)脈，肝門區(qū)域以及心臟冠狀動(dòng)脈和心腔內(nèi)，圖1。上述結(jié)果提示減壓病模型制作成功。

圖1 兔各組織器官減壓后的氣泡分布

2.2 各分組兔Ⅱ型減壓病發(fā)病率 減壓病根據(jù)其嚴(yán)重程度分為Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型僅有輕度皮膚癥狀或輕微疼痛不適，Ⅱ型更為嚴(yán)重，主要累計(jì)神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)及心血管系統(tǒng)。Ⅰ型減壓病癥狀輕微，僅有輕微皮膚瘙癢，皮膚紫斑，預(yù)后較好，在動(dòng)物模型中難以精確鑒別。Ⅱ型減壓病嚴(yán)重，多在不當(dāng)減壓后3~5 min出現(xiàn)，病情變化迅速，典型表現(xiàn)包括行動(dòng)能力下降，實(shí)驗(yàn)兔出現(xiàn)前/后肢癱瘓，行走困難，角弓反張以及活動(dòng)障礙，伴有呼吸系統(tǒng)癥狀，包括呼吸如呼吸急促、呼吸困難、潮式呼吸，多數(shù)在10~20 min內(nèi)死亡。Ⅱ型DCS至少應(yīng)包含上述包括癱瘓，呼吸困難，癲癇發(fā)作和死亡中一個(gè)體征。為此，本研究觀察了不同治療方法對(duì)兔Ⅱ型減壓病發(fā)病率的影響。各組兔Ⅱ型減壓病發(fā)病率大致相似，各組間發(fā)病率無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=0.476，P=0.924）。表1。

表1 各組兔Ⅱ型減壓病發(fā)病率比較

2.3 各組兔Ⅱ型減壓病病死率觀察 隨后對(duì)48 h內(nèi)各組兔減壓病的病死率進(jìn)行觀察。Ⅱ型減壓病兔多數(shù)會(huì)在短期內(nèi)死亡，也有少部分會(huì)在次日死亡。發(fā)病后的實(shí)驗(yàn)兔因?yàn)榘c瘓會(huì)出現(xiàn)大小便失禁，肢體活動(dòng)在觀察的48 h 內(nèi)無明顯改善。再對(duì)48 h內(nèi)各組兔病死率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，與DCS 組比較，DCS+PFC+A 組病死率明顯下降，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=4.245，P=0.039），其余各組病死情況改善不明顯，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。表2。

表2 各組兔Ⅱ型減壓病病死率比較

2.4 不同處理方法對(duì)Ⅱ型減壓病兔紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、血小板的影響 對(duì)各組兔紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、血小板計(jì)數(shù)進(jìn)行單因素方差分析，其組間具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.01）。與NC 組比較，其余各組紅細(xì)胞及血小板計(jì)數(shù)均呈現(xiàn)明顯下降（P<0.01），這表明減壓病致傷模型會(huì)引起兔紅細(xì)胞數(shù)及血小板量減少。進(jìn)一步分析表明，與DCS組比較，除了DCS+PFC+A組紅細(xì)胞及血小板下降有所改善外，其余方法下降沒有明顯影響，其結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.03）。表3。

表3 不同處理方法對(duì)Ⅱ型減壓病兔紅細(xì)胞計(jì)數(shù)的影響

3 討論

再加壓治療是DCS治療的最有效方法，但是再加壓治療的展開需要場(chǎng)地以及時(shí)間，因此，積極尋找非加壓治療，可以有效延長等待救治時(shí)間，改善預(yù)后。當(dāng)前，DCS 的非加壓治療主要包括：液體復(fù)蘇、常壓吸氧、皮質(zhì)類固醇藥物、抗凝藥物等[7]。除了吸氧和擴(kuò)張血容量外，其他藥物收效甚微。多項(xiàng)研究顯示，PFC 作為一種非加壓治療對(duì)DCS具有一定的救治前景。如在高氣壓暴露后立即靜脈注射PFC 乳劑，可以減少大鼠2 h內(nèi)DCS的病死率[8]。吸氧同時(shí)給予PFC 乳劑靜注可以減輕大鼠DCS 發(fā)病率以及病死率[9]。利用豬進(jìn)行類似實(shí)驗(yàn)也可以觀察到靜注PFC 乳劑對(duì)DCS 的緩解作用[10]。PFC 的注射時(shí)機(jī)也會(huì)導(dǎo)致治療效果存在差異，有實(shí)驗(yàn)顯示如果在減壓前給予PFC 乳劑聯(lián)合吸氧的預(yù)防效果欠佳[11]。酒精濕化吸氧吸入在臨床上主要被用來治療急性左心衰竭以及急性肺水腫[4-6]，我國也有學(xué)者嘗試?yán)靡掖贾委煖p壓病發(fā)生[12]。因此聯(lián)合這兩種方法是探索減壓病非加壓治療的一種嘗試。

PFC 是一種人工合成的惰性化合物，最早是用于探索液體通氣的新型材料，它不溶于水，易溶于油，密度大約是水的2 倍。氧在全氟化碳中的溶解度較大。與血紅蛋白的攜氧能力和氧分壓的S 形關(guān)系不同，全氟化碳的攜氧能力與氧分壓成正比，因此和血液相比，其對(duì)氧氣和氮?dú)饩哂懈玫臄y帶性[9-11]。因此，如果給予PFC 靜脈注射，一方面可增強(qiáng)血液攜氧從而改善組織氧供，另一方面可運(yùn)輸血液中的氮?dú)獾榷栊詺怏w通過呼吸系統(tǒng)排出體外，理論上對(duì)減壓病具有救治作用。本研究中應(yīng)用的是全氟溴烷注射液，為乳劑形式，本研究發(fā)現(xiàn)，PFC 可以降低減壓病兔的病死率。Randsoe 等[13]認(rèn)為PFC聯(lián)合純氧可加速氣泡溶解及排除，與上述的研究結(jié)果一致。但是在本實(shí)驗(yàn)中，未看到發(fā)病率有明顯下降，病死率各組間雖然有下降趨勢(shì)，但是差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。該現(xiàn)象我們認(rèn)為，一方面對(duì)于減壓病模型中的大量氣泡形成在重要組織器官如冠狀動(dòng)脈中（如組織圖中所示），PFC 以及酒精濕化吸氧這些非加壓手段，只能起到部分改善作用，不足以引起氣泡短時(shí)間大量消失。另一方面，本研究樣本量偏小，也是導(dǎo)致發(fā)病率雖然有減少趨勢(shì)，但是差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的可能原因。在PFC的注射時(shí)機(jī)上，本研究采用的是出倉后注射，這主要是因?yàn)镻FC只有在有氧氣存在情況下才能發(fā)揮作用，提前注射可能會(huì)導(dǎo)致PFC降解，從而影響結(jié)果。

既往研究顯示，減壓病還會(huì)引起紅細(xì)胞、血小板破壞增加[12-13]。減壓病形成的氣泡不僅會(huì)阻斷血流以及對(duì)組織器官造成機(jī)械性損傷（氣泡也是異物），會(huì)引發(fā)炎癥反應(yīng)[14]。此外，氣泡還會(huì)導(dǎo)致血小板活化和沉積，形成血栓。這一過程消耗大量血小板，影響凝血，產(chǎn)生類似于彌漫性血管內(nèi)凝血的反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致組織器官廣泛出血。另外，氣泡也可引起血管痙攣，導(dǎo)致組織缺血、水腫和出血[15-16]。上述情況均會(huì)引起紅細(xì)胞減少。在本實(shí)驗(yàn)中，觀察到減壓病組其紅細(xì)胞計(jì)數(shù)及血小板計(jì)數(shù)明顯下降，利用PFC靜脈注射聯(lián)合酒精濕化吸氧吸入后，紅細(xì)胞以及血小板下降情況有所改善。靜脈注射PFC 乳劑在人體內(nèi)主要是物理代謝過程。在研究過程中，觀察到紅細(xì)胞以及血小板情況的改善，可能還是由于PFC 改善了組織供氧，減少氣泡損傷后的結(jié)果。另外，雖然使用全氟辛烷磺酸治療新冠肺炎患者尚未經(jīng)過測(cè)試，但是PFC 作為一種氧氣轉(zhuǎn)運(yùn)途徑，在肺微毛細(xì)管中加強(qiáng)氧氣運(yùn)輸以及對(duì)發(fā)揮對(duì)紅細(xì)胞的細(xì)胞保護(hù)作用已經(jīng)被日益關(guān)注[17]。

總之，減壓病的最有效的治療措施仍為高壓氧方案，積極探索減壓病的非加壓治療方案，對(duì)更好應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)急救及轉(zhuǎn)運(yùn)過程中具有現(xiàn)實(shí)意義。在不能及時(shí)得高壓氧治療時(shí)，PFC 靜注聯(lián)合酒精濕化吸氧吸入有望作為非加壓治療的一種可探索方案，可能有助于改善減壓病患者病情，提高后續(xù)治愈率。